从无机多孔骨架到金属有机多孔骨架.ppt

晶胞 1.粗略地讲，金属簇是非常小的金属粒子。内在结构和电子构型。可以是裸露的，但在大部分情况下有额外的配体将之包裹，否则不可能稳定存在 2.与金属有机化合物区分。金属有机化合物需要M-C键存在。 3.基本是微孔材料，孔径也有大于2nm的。 * * From Inorganic -Framework to Metal-Organic-Framework (MOF) * 多孔骨架材料（Porous Material ） 金属有机骨架材料（MOF） 特点（Features） 用途（Application） 制备（Synthesis） 性质表征（Characterization） 近期工作（Recent work） * 微孔、介孔、大孔 发展： 从天然沸石到人工合成沸石； 从低硅沸石到高硅沸石； 从沸石分子筛到磷铝分子筛； 从十二元环微孔到超大微孔； 从超大微孔到介孔； 大孔材料正在起步； 从无机多孔骨架到金属有机多孔骨架。 * 应用前景 微孔分子筛的传统应用和发展前景e.g.催化、吸附分离、离子交换 在高新技术先进材料应用领域的发展前景e.g.多孔主客体先进材料 介孔材料的主要应用领域与发展前景 从造孔合成化学向多孔材料的分子工程学的发展 多孔催化研究领域的发展 * 多孔骨架材料（Porous Material ） 金属有机骨架材料（MOF） 特点（Features） 用途（Application） 制备（Synthesis） 性质表征（Characterization） 近期工作（Recent work） * 金属有机骨架材料（Metal-Organic-Framework，MOF）是由过渡金属离子或簇和有机桥联配体构成的多孔材料（微孔）。 区别：金属有机化合物 图1 MOF结构示例1 图2 簇 图3 MOF结构示例2 (MOF-5) * 图4 MOF三维结构示例 多孔骨架材料（Porous Material ） 金属有机骨架材料（MOF） 特点（Features） 用途（Application） 制备（Synthesis） 性质表征（Characterization） 近期工作（Recent work） * 这类化合物与传统意义 的分子筛的最大区别是它们的骨架含有有机成分。 正是由于这种有机成分的存在，使得这类微孔化合物的结构极为多变。原则上讲，可以通过设计不同的有机配体获得无限多种骨架类型，这也为具有孔道多样性的多孔材料的开发开辟了新的途径。 * 值得关注的是，人们可以较容易地合成得到具有很高比表面积MOF。O.M.Yaghi等合成晶体Zn4O (BTB) 2(MOF-177)，其比表面积约为4500m2·g-1，远高于沸石和无序碳结构的比表面积。 但是正是因为这类物质的骨架存在有机成分，它们的热稳定性和化学稳定性远逊于传统的无机分子筛。 * 多孔骨架材料（Porous Material ） 金属有机骨架材料（MOF） 特点（Features） 用途（Application） 制备（Synthesis） 性质表征（Characterization） 近期工作（Recent work） * 气体存储、分子识别、物质检测、混合物质分离、反应催化； 气体吸附材料、非线性光学材料、催化材料、磁性材料等诸多领域； * 多孔骨架材料（Porous Material ） 金属有机骨架材料（MOF） 特点（Features） 用途（Application） 制备（Synthesis） 性质表征（Characterization） 近期工作（Recent work） * 配体的选择（Selection of Ligand） 金属离子的选择（ Selection of Metal Ions） 合成方法（Synthesis Method） * * 配体种类丰富 孔道内部结构的增多 混合节点（Mixed node）拓扑结构的MOF 图8 [Cd4(TCPM)2(DMF)4]?4DMF?4H2O 图9 Cd4(TCPM)2(DMF)4]?4DMF?4H2O 与CaF2的结构比较 结构单元 * 过渡金属和稀土金属的二价金属盐是实验室的主要金属离子来源